JK-APD板式可调型阻尼器（JianKe Adjustable Panel Damper）

防屈曲耗能墙（BRW）

JK-APD阻尼器原理

浙江建科减震新型可调式板式阻尼器(JK-APD)作为位移型阻尼器的一种，其工作原理是通过金属的塑性变形吸收由地震或风引起的结构振动能量，达到建筑减震与性能控制的目的。JK-APD由两部分构成，耗能芯板和面外约束系统，二者在功能与受力上充分解耦，分别实现面内剪切耗能和约束芯板面外变形的功能。

JK-APD构造原理图	JK-APD阻尼器特点与优势 芯板开缝设计，可适应大高宽比； 刚度与屈服强度的解耦，方便设计选型； 可适应大型化和小型化；扁平化构造，可代替隔墙； 兼顾标准化设计与定制化设计； 根据需要定制任意屈服位移等指标参数； 根据建筑效果与结构设计需要，可选择不同类型的面外约束系统，包括钢筋混凝土约束板（与传统装饰装修材料亲和性好）和钢-混凝土组合约束板（轻薄灵活，厚度仅为120mm）；

更为灵活的布置及应用

浙江建科减震JK-APD板式阻尼器对结构的减震控制功能主要体现在对结构刚度特性与阻尼特性的改善与调整，而阻尼器功能是在与结构共同变形的过程中得以实现，因而阻尼器大多安装在结构中相对变形较大的部位。对于剪切型框架结构，多利用其水平层间变形以阻尼墙的形式设置阻尼器。

在正常使用情况下，整个阻尼器可以看作是支撑体系，增强结构的抗侧向刚度，也可以解决部分长宽比较大结构的抗扭转难题。墙式布置可以有效避开建筑门窗洞口，是一种比较灵活的布置方式，也是板式阻尼器在框架结构中的主要使用方法。

（a）单个APD，通过螺栓或焊接方式与上下框架梁相连   (b) 多个APD并联，适用于标准化装配式建筑

小型化APD，通过上下端设置刚性较大的连接装置与梁柱节点相连

用于剪力墙或核心筒的连梁位置，代替容易开裂且难以修复的钢筋混凝土连梁，有效提高结构的耗能能力，便于维护与更换

JK-APD板式阻尼器应用范围广，可根据建筑布局、结构耗能的需要，灵活的选择采用布置方式，既可用于新建建筑的减震设计，也可用于旧有建筑的抗震加固修复；不仅可用于混凝土结构，也可用于钢结构。经济耐用，即使长期位于大幅温度变化的环境中也不会影响到它的寿命；震后便于快速更滑，更换成本低。

便捷高效的设计方法

结构设计流程

图2-1 等效线性化简化设计流程

等效双支撑杆件模型

通过设置支撑的水平剪力-水平位移关系曲线，使双支撑模型形成与APD一致的剪力-位移关系曲线。该模型并不依赖于使用的软件，由于大部分软件中均含有杆单元（truss element），故该方法具有普遍的适用性。APD的简化原理图如图2-2，虚线部分为APD阻尼墙，实线为等效双支撑杆件模型。

图2-2 模型基本原理

用两个相互交叉的参数完全相同的杆单元模拟，杆单元的等效截面面积为

其中，Kw0为阻尼墙初始剪切刚度；dw为阻尼墙水平位移；hf为阻尼墙上下侧钢梁之间的轴线距离（层高）；B为阻尼墙宽度；l0为支撑长度；db为支撑轴向变形位移；Ab为支撑等效面积；E为支撑杆件的弹性模量，取钢材的弹性模量。

若进行弹塑性分析，则可根据原理图确定其他关键参数，杆件的屈服力为

其中，Qy为阻尼墙的屈服剪力。

杆件的屈服后材料弹性模量为：

其中Kwy为阻尼墙屈服后剪切刚度。

确定了力、刚度等参数，双支撑杆件模型与阻尼墙输出的水平剪力-位移关系均可保持一致，即简化模型理论上与阻尼墙的输出效果一致。

典型工程应用—中国动漫博物馆

工程概况

中国动漫博物馆总建筑面积约为30382平米。建筑最大平面尺寸为152m×63m，地上六层，层高分别为10.4m、7.0m、7.0m、5.0m、4.0m、4.0m，局部设夹层与地下室。建筑外形如图4-1所示。该建筑是第一个采用墙式防屈曲阻尼器（如JK-APD阻尼墙）的国家重要工程。

1.     结构方案

本项目建筑主体最高点距地面44.50m，一层采用钢网格筒-钢框架-支撑（钢板剪力墙）结构，二层及以上采用钢框架-支撑（钢板剪力墙）+跨层桁架结构。

2.     消能减震设计

动漫博物馆结构复杂，存在一定程度的超限现象，仅采用传统的抗震设计难以满足其性能需求。该结构的特点是平面形状不规则，局部有夹层与大开洞，一层竖向构件位置不规则，整体刚度不足，抗扭刚度弱，层间位移大，左右两边变形不协调。综合考虑采用JK-BRB屈曲约束耗能支撑和JK-APD板式阻尼墙方案，小震下阻尼器弹性工作，提供足够的抗侧刚度；中震和大震下，通过阻尼器的耗能作用，提高结构附加阻尼比，控制结构在大震下的响应，保护结构主体不被损坏。

因此，采用屈曲约束耗能支撑（JK-BRB）和板式阻尼器（JK-APD）对结构进行消能减震设计，以实现优化结构刚度分布、提高结构耗能能力和保护主体结构的目的。基于弹塑性时程分析，本报告对结构在大震下的抗震性能与损伤情况进行分析。

4-2 中国动漫博物馆结构平面布置图

4-3 中国动漫博物馆阻尼器布置图

应用效果

采用5组自然波和2组人工波，对中国动漫博物馆进行大震弹塑性分析。图4-4给出了1组地震动下结构顶点的位移时程，包括加阻尼器的和不加阻尼器的。在阻尼器作用不仅有效降低结构的最大变形，还可加速结构振动的衰减。由于阻尼器的作用，结构在大震下的最大层间位移角控制在1/150，图图4-5。

4-4 结构顶点位移时程曲线

4-5 结构层间位移角